基于Petri網(wǎng)模型的城市軌道交通列車運行調(diào)整方法研究.pdf

1、城市軌道交通具有快速、便捷、運量大、污染小的特點，已經(jīng)成為緩解城市交通矛盾的主要運輸方式。隨著科技的不斷發(fā)展進步，基于通信的列車運行控制（Communication Based Train Control，CBTC）系統(tǒng)成為當前城市軌道交通列車運行控制技術(shù)的發(fā)展方向。CBTC系統(tǒng)在城市軌道交通中的廣泛應(yīng)用，對于傳統(tǒng)的列車運行調(diào)整提出了新的挑戰(zhàn)。因此，進行CBTC環(huán)境下列車運行調(diào)整方法的研究是非常有意義的。 CBTC技術(shù)的應(yīng)用使得

2、城市軌道交通的行車間隔進一步縮短、運行效率提高，隨之而來的是對列車運行調(diào)整尤其是調(diào)整的實時性提出了更高的要求?；诖?，本文主要進行了城市軌道交通移動閉塞條件下列車運行系統(tǒng)的Petri網(wǎng)建模，并根據(jù)模型預(yù)測的結(jié)果，使用遺傳算法進行了列車運行調(diào)整的仿真分析?！?首先，介紹了實驗室自主研發(fā)的CBTC系統(tǒng)對于列車運行圖的矩陣描述方式；細致分析了城市軌道交通列車運行調(diào)整問題，包括列車運行調(diào)整的作用、特點、各種晚點情況以及城市軌道交通列車運

3、行調(diào)整問題的優(yōu)化目標和約束條件，提出了列車運行調(diào)整的基本策略及方法。 　 其次，對城市軌道交通的列車運行控制過程進行了分析；簡述了Petri網(wǎng)的基本理論及其建模工具CPN Tools，應(yīng)用CPN Tools建立了城市軌道交通CBTC環(huán)境下的列車運行系統(tǒng)模型。該模型不僅模擬了正常情況下的列車運行，還加入了對故障情況的處理，可以客觀地反映出城市軌道交通列車運行的過程。通過對模型進行仿真可以在已知當前列車運行狀況的條件下對未來一段時

4、間內(nèi)列車的運行情況進行預(yù)測，為提前制定調(diào)整策略提供依據(jù)。　 最后，以本文建立的城市軌道交通列車運行系統(tǒng)Petri網(wǎng)模型提供的預(yù)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用遺傳算法對列車運行調(diào)整問題進行了求解分析；并以大連CBTC試驗線為背景構(gòu)建仿真環(huán)境并進行了實驗，分別對單車晚點情況以及多車晚點情況下的列車運行調(diào)整進行了仿真分析。　 仿真結(jié)果表明，應(yīng)用遺傳算法可以有效解決運行調(diào)整的優(yōu)化問題，同時也驗證了本文提出的城市軌道交通列車運行系統(tǒng)Petri